JPH03194863A - 燃料電池の停止方法 - Google Patents
燃料電池の停止方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は燃料電池の停止方法に関するものである。
［従来の技術］
白金などの貴金属を触媒とする燃料電池発電システムで
は、燃料電池を停止する際に正極の電位が高くなり、白
金の溶出、カーボンの腐食などにより電池の性能が低下
するという問題点があった。
は、燃料電池を停止する際に正極の電位が高くなり、白
金の溶出、カーボンの腐食などにより電池の性能が低下
するという問題点があった。
正極の電位が高くなった場合の問題点については、例え
ば特開昭 ５９−２１１９７０号公報に示されているが
、この問題点を解決するためにこれまでにいくつかの方
法が提案されている。例えば特公昭６０−１０４２５号
公報には酸化剤の排気を入口側へ再循環させ、酸素分圧
を低下させることで正極の電位が高くなるのを防止する
方法が示されている。しかし、再循環させるためにはり
サイクルブロワ−及びその補機動力を必要とするため、
高コストになり実用的ではなかった。特に２００Ｋｌｌ
Ｉ以下の燃料電池システムには、コンパクト化も要求さ
れるのでこの方法は適用が困難であった。
ば特開昭 ５９−２１１９７０号公報に示されているが
、この問題点を解決するためにこれまでにいくつかの方
法が提案されている。例えば特公昭６０−１０４２５号
公報には酸化剤の排気を入口側へ再循環させ、酸素分圧
を低下させることで正極の電位が高くなるのを防止する
方法が示されている。しかし、再循環させるためにはり
サイクルブロワ−及びその補機動力を必要とするため、
高コストになり実用的ではなかった。特に２００Ｋｌｌ
Ｉ以下の燃料電池システムには、コンパクト化も要求さ
れるのでこの方法は適用が困難であった。
この他、低負荷時に燃料電池の高力電圧を低下させる方
法として、特開昭６０−１７７５６５号公報には、不活
性ガスを反応ガスに混入させたり、反応ガスの利用率を
増加させて出力電圧を低下させる方法が示されているが
、大量の不活性ガスを常に用意しておく必要があること
、燃料の水素利用率を上昇させると正極や負極が腐食し
てしまうという８題点があった。
法として、特開昭６０−１７７５６５号公報には、不活
性ガスを反応ガスに混入させたり、反応ガスの利用率を
増加させて出力電圧を低下させる方法が示されているが
、大量の不活性ガスを常に用意しておく必要があること
、燃料の水素利用率を上昇させると正極や負極が腐食し
てしまうという８題点があった。
［発明が解決しようとする課題］
従来の燃料電池発電システムでは、燃料電池を停止する
際に正極の電位が高くなり、白金の溶出、カーボンの腐
食などにより電池の性能が低下し、種々の方法が講じら
れているが、いずれも高コストになり実用的ではなかっ
た。また、低負荷時に燃料電池の出力電圧を低下させる
方法として、不活性ガスを反応ガスに混入させたり、反
応ガスの利用率を増加させて出力電圧を低下させる方法
が示されているが、大量の不活性ガスを常に用意してお
く必要があること、燃料の水素利用率を上昇させると正
極や負極が腐食してしまうという問題点があった。
際に正極の電位が高くなり、白金の溶出、カーボンの腐
食などにより電池の性能が低下し、種々の方法が講じら
れているが、いずれも高コストになり実用的ではなかっ
た。また、低負荷時に燃料電池の出力電圧を低下させる
方法として、不活性ガスを反応ガスに混入させたり、反
応ガスの利用率を増加させて出力電圧を低下させる方法
が示されているが、大量の不活性ガスを常に用意してお
く必要があること、燃料の水素利用率を上昇させると正
極や負極が腐食してしまうという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、補機や不活性ガスを用いずに、正極の電位が
高くなるのを防止することのできる燃料電池の停止方法
を得ることを目的とする。
たもので、補機や不活性ガスを用いずに、正極の電位が
高くなるのを防止することのできる燃料電池の停止方法
を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この発明に係る燃料電池の停止方法は、負荷をとった状
態で燃料の水素利用率を９０％以下に保ち、かつ、酸化
剤の酸素利用率を８５％以上に上げて正極内で水素を発
生させた後、負荷を切って運転を停止するようにしたも
のである。
態で燃料の水素利用率を９０％以下に保ち、かつ、酸化
剤の酸素利用率を８５％以上に上げて正極内で水素を発
生させた後、負荷を切って運転を停止するようにしたも
のである。
［作用コ
この発明において、燃料の水素利用率を９０％以下に保
つことで白金の溶出やカーボンの腐食の危険性を低下さ
せ、酸化剤の酸素利用率を８５％以上に上げて正極内で
水素を発生させることによって、正極の電位を急速に低
下させることができる。
つことで白金の溶出やカーボンの腐食の危険性を低下さ
せ、酸化剤の酸素利用率を８５％以上に上げて正極内で
水素を発生させることによって、正極の電位を急速に低
下させることができる。
［実施例コ
本発明者らは、どのような運転条件下で正極の電位が高
くなるのかを調べるために２４個の参照電極を単セルの
周囲に配設した装置を開発して、セル面内での正極及び
負極の電位の変化を調べた。
くなるのかを調べるために２４個の参照電極を単セルの
周囲に配設した装置を開発して、セル面内での正極及び
負極の電位の変化を調べた。
その結果、燃料の水素利用率が９２％〜９５％になった
とき燃料出口側の正極の電位が極めて高くなり、また、
燃料の水素利用率が９５％を超えたとき燃料出口側の負
極の電位が極めて高くなり、いずれもＣＯ及びＣＯ２の
出口ガスの検知からそれぞれ正極と負極のカーボンの腐
食が起こっている事実を確認した。
とき燃料出口側の正極の電位が極めて高くなり、また、
燃料の水素利用率が９５％を超えたとき燃料出口側の負
極の電位が極めて高くなり、いずれもＣＯ及びＣＯ２の
出口ガスの検知からそれぞれ正極と負極のカーボンの腐
食が起こっている事実を確認した。
一方、Ｗｉ化剤の酸素利用率が８５％を超えると正極の
電位が急速に低下して正極内で水素が発生すること、酸
素利用率が１００％を超えても電流量に応じて水素の発
生量が増加するだけで、正極の電位は上がらず腐食の危
険性が全くないこともわかった。これらの研究成果は、
１９８９年９月１８日にＩ Ｓ Ｅ （Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）で” Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｉｏｎ
５ｔｕｄｙ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｅ１ｌ ｗｊｔｈ
Ｍｕｌｔｉ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ
ｓ”の題名で発表している。（Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：１
８−Ｏｌ−１３−Ｇ）本発明はこの研究成果をふまえて
行われたもので以下その実施例を示す。
電位が急速に低下して正極内で水素が発生すること、酸
素利用率が１００％を超えても電流量に応じて水素の発
生量が増加するだけで、正極の電位は上がらず腐食の危
険性が全くないこともわかった。これらの研究成果は、
１９８９年９月１８日にＩ Ｓ Ｅ （Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ ５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）で” Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｉｏｎ
５ｔｕｄｙ ｏｆ Ｆｕｅｌ Ｃｅ１ｌ ｗｊｔｈ
Ｍｕｌｔｉ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ
ｓ”の題名で発表している。（Ａｂｓｔｒａｃｔｓ：１
８−Ｏｌ−１３−Ｇ）本発明はこの研究成果をふまえて
行われたもので以下その実施例を示す。
実施例１
２０５℃、１５０ＩＩＡ／ａ１１２常圧で動作中のリン
酸型燃料電池の２１セルスタツフの空気利用率を１２０
％まで上昇させた後、５分後負荷及び反応ガスの供給を
切って運転を停止したこのとき燃料利用率は７５％を維
持した。再運転後のセル電圧は停止前と同じであった。
酸型燃料電池の２１セルスタツフの空気利用率を１２０
％まで上昇させた後、５分後負荷及び反応ガスの供給を
切って運転を停止したこのとき燃料利用率は７５％を維
持した。再運転後のセル電圧は停止前と同じであった。
負荷を切る直前の空気出口ガスから１％程度のＨ２が検
知された。
知された。
実施例２
２０５℃、１５０ｍＡ／口２常圧で動作中のリン酸型燃
料電池の２１セルスタツフの空気の供給を完全に遮断し
た後、 （空気利用率は当然１００％以上）１分後負荷
及び反応ガスの供給を切って運転を停止したこのときの
燃料利用率は７５％を維持した。再運転後のセル電圧は
停止前と同じであった。負荷を切る直前の空気出口ガス
から４％程度のＨ２が検知された。
料電池の２１セルスタツフの空気の供給を完全に遮断し
た後、 （空気利用率は当然１００％以上）１分後負荷
及び反応ガスの供給を切って運転を停止したこのときの
燃料利用率は７５％を維持した。再運転後のセル電圧は
停止前と同じであった。負荷を切る直前の空気出口ガス
から４％程度のＨ２が検知された。
この発明の方法によれば、不活性ガスを用いることなく
正極の電位が高くなるのを防止して運転を停止させるこ
とができる。また、停止中に不活性ガスを流す必要もな
い。これは正極で発生させたＨ２で正極の電位を低く保
つことができるからである。さらに再運転の際にも必ず
しも不活性ガスを反応ガスに先じて流す必要はない。こ
れは正極に水素がたまっているといっても酸素がほとん
ど残っていないので、再運転の際すぐに空気を流しても
正極にたまっている水素は、爆発限界に至ることなくそ
のまま出口側へ排出されてしまうからである。なお、酸
化剤の酸素利用率は８５％以上で水素発生しうることは
先の学会（ＩＳＥ）の発表で明かであり、酸素利用率を
上げてからの経過時間と電流密度から正極での発生Ｈ２
量を制御することができる。
正極の電位が高くなるのを防止して運転を停止させるこ
とができる。また、停止中に不活性ガスを流す必要もな
い。これは正極で発生させたＨ２で正極の電位を低く保
つことができるからである。さらに再運転の際にも必ず
しも不活性ガスを反応ガスに先じて流す必要はない。こ
れは正極に水素がたまっているといっても酸素がほとん
ど残っていないので、再運転の際すぐに空気を流しても
正極にたまっている水素は、爆発限界に至ることなくそ
のまま出口側へ排出されてしまうからである。なお、酸
化剤の酸素利用率は８５％以上で水素発生しうることは
先の学会（ＩＳＥ）の発表で明かであり、酸素利用率を
上げてからの経過時間と電流密度から正極での発生Ｈ２
量を制御することができる。
なお、この発明はリンＷ１ｇ、燃料電池に限らず固体高
分子電解質型燃料電池（ＳＰＦＣ）、硫酸型燃料電池、
アルカリ型燃料電池など賞金波を触媒として用いる燃料
電池に共通して用いることができる。
分子電解質型燃料電池（ＳＰＦＣ）、硫酸型燃料電池、
アルカリ型燃料電池など賞金波を触媒として用いる燃料
電池に共通して用いることができる。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、負荷をとった状態で燃
料の水素利用率を９０％以下に保ち、かつ酸化剤の酸素
利用率を８５％以上に上げて正極内で水素を発生させた
後、負荷を切って運転を停止するようにしたので、補機
や不活性ガスを用いずに正極の電位が高くなるのを防止
することのできる燃料電池の停止方法が得られ、装置が
安価にできる効果がある。
料の水素利用率を９０％以下に保ち、かつ酸化剤の酸素
利用率を８５％以上に上げて正極内で水素を発生させた
後、負荷を切って運転を停止するようにしたので、補機
や不活性ガスを用いずに正極の電位が高くなるのを防止
することのできる燃料電池の停止方法が得られ、装置が
安価にできる効果がある。
Claims (1)
- 各々が正極と負極とを有する複数個の燃料電池が、電
気的に直列に接続された燃料電池積層体を有し、酸化剤
が各燃料電池の正極に接する空気流路へ供給され、燃料
が各燃料電池の負極に接する燃料流路へ供給されて発電
し、負荷をとって運転される燃料電池において、上記負
荷をとった状態で燃料の水素利用率を９０％以下に保ち
、かつ、酸化剤の酸素利用率を８５％以上に上げて正極
内で水素を発生させた後、負荷を切って運転を停止する
ことを特徴とする燃料電池の停止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333940A JP2542096B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 燃料電池の停止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333940A JP2542096B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 燃料電池の停止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194863A true JPH03194863A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2542096B2 JP2542096B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=18271678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333940A Expired - Fee Related JP2542096B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 燃料電池の停止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542096B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048143A1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage |
| JP2002093448A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-29 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池の停止方法及び停止保管方法 |
| JP2005085662A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システムとその運転方法 |
| JP2007506245A (ja) * | 2003-09-17 | 2007-03-15 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | カソード再利用ループを使用する燃料電池の停止及び始動 |
| JP2008071642A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 固体高分子電解質型燃料電池システムとその運転方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60321109D1 (de) | 2002-10-31 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Verfahren zum Betrieb eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP1333940A patent/JP2542096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048143A1 (de) * | 1996-06-10 | 1997-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben einer pem-brennstoffzellenanlage |
| JP2002093448A (ja) * | 2000-09-11 | 2002-03-29 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料電池の停止方法及び停止保管方法 |
| JP4632501B2 (ja) * | 2000-09-11 | 2011-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 燃料電池の停止保管方法 |
| JP2005085662A (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システムとその運転方法 |
| JP2007506245A (ja) * | 2003-09-17 | 2007-03-15 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | カソード再利用ループを使用する燃料電池の停止及び始動 |
| JP4943151B2 (ja) * | 2003-09-17 | 2012-05-30 | ゼネラル・モーターズ・コーポレーション | カソード再利用ループを使用する燃料電池の停止及び始動 |
| JP2008071642A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | 固体高分子電解質型燃料電池システムとその運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2542096B2 (ja) | 1996-10-09 |
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